砼桥梁结构裂缝分析及处理对策研究.pdf.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流砼桥梁结构裂缝分析及处理对策研究.pdf.doc.精品文档.分 类号： 篣 邬晓 光 教 授 痑 珻 本 声明 的 法律 责 任由 本 人 承担。论文 作者签名 ： 用国父论文 知 识产权 权 属 声明本 人 在 导 师指 导 下所 完 成 的 论 文 及 相关 的 职务 作 品 ， 知 识产权 归属 学校。学 校享有 以 任何方 式 发 表 、复 制 、公 开 阅览 、借 阅以 及 申 请 专 利 等权利 。本 人 离 校后 发 表 或 使用 学 位 论 文 或 与 该 论 文 直 接相关 的 学 术 论 文 或 成果 时 ， 署 名 单位 仍 然为 长 安 大 学。 艿 穆畚脑 诮饷芎笥 袷卮斯娑 裂 缝成 因分 析 及 始 终 控 制 的 措施的 实例， 进一 步阐明 了 本 文 的 观点 ： 在 设 计方 面 可以 通过 合 理设 计结构的 尺寸， 施加 竖 向 预 应 力， 合 理的 选 定 设 计应 力控 制 值， 合 理布置 构造钢 筋以 及 合 适的 温 度 控 制 ；而 施工 时 对 材料 热缢 冶 取 康 ， 温 度 ， 施工 工 砒 瑂 目 唷 埃 橇 稀 韬 退 巴 饧 蛹 痢 施工 工 艺质 量引 起 的 裂 缝 混 凝土内部微 裂 缝和 破坏 机 理 桥梁 结构深 层 裂 缝的 修 补方 法 研究 背景美观的 要 求。 因此 ， 有 害 和 无害 的裂缝限 制对 于 不同 领 域 的工 程 是不同 的。 如 何 因地制宜的 把 裂缝控制在无害 范围内是一个比 较 复 杂 的问 题， 它涉及 到岩土 、结 构、材 料、施工 环 境 等 多专 业 、多科 学 。 本文 对 不同 阶 段 、不同 原 因产 生的 裂缝进行 了 系 统 地分 析 ，目的 在于 对 混凝土 桥 梁 结构在施 工 阶 段 预防和 控制早 期 裂缝的 产 生及 对 生产 的裂缝采取 正 确的 处 理 方 法； 并 能正 确分 析 使 用 阶 段 结构裂缝产 生的 原 因， 判 断 和 识别是否 需 要 国内外 研究 现状上 述 机 构和 学 者的 研究 成 果 已广 泛 地应 用 在工 程 结构的 设 计、施 工 及 使 用 的裂缝分析 与 控制中 。 桥 梁 结构由 于 其特殊性 和 复 杂 性 ， 尤 其是近年 来大 跨 度 桥 梁 地发展 ， 对裂缝地要 求更严 格了 ， 据 不完全 统 计每年 损 坏 的桥 梁 有 以 上 是从 裂缝开始 的。 因此 ， 对 桥 梁 裂缝地研究 越来越引 起 人 们的 重 视， 尤 其是大 跨 度 、大 体积 混凝土 桥 梁 裂缝的成 因机 理 ，影 响 因素 及处理 对 策 。定 性 分 析 混凝土 桥 梁 结构裂缝产 生地原 因， 论 述 收 缩分 析 理 论 ；第 二章桥 梁 结构裂缝成 因及 分 类直 接 应 力裂缝是指 外 荷载 引 起 的直 接 应 力产 生地裂缝。 裂缝产 生地原 因有 ： 设 计计算阶 段 ，结构计算时 不计算或部 分 漏 算； 计算模 型 不合 理 ； 结构受 力假设 与 实 际 受 力不符 ； 荷载 少 算或漏 算； 内力与 配筋 计算错 误 ； 结构安 全 系 数 不够 。 结构设 计时 不考 虑 施 工 的可能性 ； 设 计断 面不足 ； 钢 筋 设 置偏 少 或布 置错 误 ； 结构刚 度 不足 ；结构处 理 不当； 设 计图 纸 交 代 不清 等 。 在设 计外 力荷载 作 用 下 ，由 于 结构物 地实 际 工 作 状 态 同 常规 计算有 出 入或计算 桥 梁 结构中 经常需 要 凿槽、开洞 、设 置牛腿 等 ， 在常 规 计算中 难 以 用 准 确地图第 二章桥 梁 结 构裂缝成 因及 分 类式进行 模 拟计算， 一般 根 据 经验 设 置受 力钢 筋 。 研究 表 明， 受 力构件 挖孔后 ， 力流 将 产生绕 射 现象 ， 在孔洞 附 近密 集， 产 生巨 大 地应 力集中 。 在长 跨 预应 力连 续 梁 中 ， 经常在跨 内根 据 截 面内力需 要 截 断 钢 束， 设 置锚 头， 而在锚 固 断 面附 近经常 可以 看到 裂缝。 因此 ， 若 处 理 不当， 在这 些 结构地转 角 处 或构件 形 状 突变处 、受 力钢 筋 截 断 处 容 易 出 现裂缝。 中 心 受 压 。 沿 构件 出 现平 行 于 受 力方 向的 平 行 裂缝。 受 冲 动。 沿 柱 头板 内四侧 发生约 。 方 向斜面拉 裂， 形 冲 切 面。混凝土 具 有 热胀冷 缩性 质， 当外 部 环 境 或结 构内部 温度 发生变化 ， 混凝土 将 发生变形 ， 若 变形 遭 到约束， 则 在结 构内将 产 生应 力， 当应 力超过混凝土 抗 拉 强 度 时 即 产 生温度 裂缝。 在某 些 大 跨 经桥 梁 中 ， 温度 应 力可以 达 到甚至 超出 活载 应 力。 温度 裂缝区 别其他 裂缝最主要 特征时 将 随 温度 变化 而扩 张或合 拢 。 引 起 温度 变化 主要 因素 有 ： 年 温差 。 一年 中 四季 温度 不断 变化 ，但变化 相对 缓 慢，多桥 梁 结构地影 响 主要是导致 梁 地纵向位 移 ， 一般 可通过桥 面伸缩缝、支 座 位 移 或设 置柔 性 墩等 构造 措 施 相协调 ， 只 有 结构地位 移 受 到限 制时 才 会引 起 温度 裂缝， 例 如 拱 桥 、刚 架桥 等 。 我 国年 温差一般 以 一月和 七月月平 均温度 作 为 变化 幅度 。 考 虑 到混凝土 的蠕 变特性 ， 年 温差 内力计算时 混凝土 弹 性 模 量应 考虑 折减 。第 二章桥 梁 结 构裂缝成 因及 分 类收 缩和 缩水收 缩 伤 时 发生混凝土 体积 变形 的主要 原 因， 另 外 还有 自生收 缩和 碳 化 振 捣 方 式及 时 间 。 机 械振 捣 方 式比 手工 捣 固 方 式混凝土 收 缩性 要 小 。 振 捣 时 间度 不足 或不均匀； 时 间 太 长 ， 造 成 分 层， 粗骨 料沉入底 层， 细 骨 料留 在上 层， 强 度 不均匀，上层易 方 式收 缩裂缝。 地基 基 础变形 引 起 的裂缝第 二章桥 梁 结 构裂缝成 因及 分 类 结构荷载 差 异 太 大 。 在地质情 况比 较 一致 条 件 下 ，各部 分 基 础荷载 差 异 太 大 时 ， 钢 筋 锈蚀 引 起 的裂缝致 保 护 层混凝土 开裂， 剥离， 沿 钢 筋 纵向产 生裂缝， 并 有 锈迹渗到 混凝土 表 面。 由 于 锈 冻胀引 起 的裂缝大 气 气 温低 于 零 度 时 ， 吸水饱和 的混凝土 出 现冰 冻， 游 离的 水转 变成 冰 ， 体积 膨 胀第 二章桥 梁 结 构裂缝成 因及 分 类砂 石的粒 径。 级 配， 杂 质含 量。 混凝土 分 层或分 段 浇 筑 时 ， 接 头部 位 处 理 不好 ， 易 在新旧 混凝土 和 施 工 缝之 间 出凝 土 出 现 裂缝。第 二章 桥 梁 结 构裂缝成 因 及 分 类 ；极 限 应变 值 。目前也 采用自 动记 录的 静态应 变 仪连 续 打印 的 实 测 结 果。件的 受 压区 最 外 纤 维 的 应力 达 到 心 嗟 庇 谟 湮猻 时， 构件并 不 会立即 破坏 ， 因混 凝 土 的 自 由 收 缩 曲 线泥 的 化合结 果， 也 称 为 硬 化收 缩 ， 这种 收 缩 与 外 界湿 度 变 化无 关 。自 生 收 缩 可 能 是正 的变 形， 也 可 能 是负 的 蛘 。普通 硅 酸 盐 水泥 自 生收 缩 是正 的 ， 即是缩 小变 形， 而 矿渣水泥 的 混 凝 土 的 自 生收 缩 是负 的 ， 即为膨 胀 变 形， 掺 用粉煤 灰的 自 生收 缩 是膨 胀 变 形，尽管 自 生收 缩 的 变 形不 大 ， 但是对 混 凝 土 的 抗裂性 是有 益 的 。因为矿渣水泥 混 凝 土 及掺 粉煤 灰混 凝 土 的 自 生膨 胀 变 形是稳 定 的 。式中 ： 瘢甅 ， 见表 至 换炷 两 孛 婷婊 表 使 用环 境湿 度 状态与 尺 寸 对 极 限 收 缩 与 徐 变 度 的 修 正 系 数应力 比表 不 同 配筋率 ú 煌 勘 的 修 正系 数 岛 ·办 ， 所 ·鸩 温度 应 力理 论变 ，没有自由 剪切变 形：铲 吒 了 丢 荔 由 于各 点原 位 不动 ，承受 均 匀 压 缩 或 拉 伸 ，没 有 剪变 位 ，没 有 剪应 力： 岛钳 弦 齳弦 三 去 煜 口 丁全约束条件 下 ，无 变 形，有 最 大 约柬 应 力：仃 一 钉 一 再全自由 条件 下 ，无 约束应 力，有 最 大 变 形：仃 全约束条件 下 ，无 变 形，有 最 大 约束应 力：上 述 可知 ，结构物 最 大 应 力与 长 度 无 关，并 且 很 容 易 计 算 。 所 以 有 些工 程 的设计 ，其上做如 图 所 示 力系，其应 力平 衡微分方程 ： ， 一 号 混 凝 土毛 蛔 畲 笥 渲怠 暌 。 苄 饔 ，得 ：第 四章 桥 梁结构裂缝 修 补技 术 结构混 凝 土裂缝 的修 补原 则 及方法砖 石混 凝 土拱耋 根 据 公路养护 技 术 规 范 。 裂缝 限值 见 表 所 列铁 路部 门在 铁 路桥 梁检 定 规 范 中 规 定 了 圬 工 梁拱 墩台 恒载裂缝 宽 度 限值 ，如 表 所 列 ，可供 参 考。 裂缝 超 过 表 列 数值 时 应 进 行 修 补以 保 证 结构的耐 久 性。第 四章 桥 梁结构裂缝 修 补技 术表 牝 环氧砂浆 的配 方身表 拦 炷 列 的规 定美 观上 的检 验第 四章 桥 梁结构裂缝 修 补技 术第 四章 桥梁结构 裂缝修补 技 术要 保 持 槽 内 干 燥 ，否则应 先 采 取 其 他 措 施，使 槽 内 干 燥 后再罄打 箍 加 固 封 闭 裂缝示 图卜 钢 垫板 涣蕉 舜 菸频 膗形钢 箍 坏 嫫 一 角 钢 桥梁结构 深层 裂缝的 修补 方法水 泥、 石 灰、 粘 土 灌浆钻 孔 及 清孔水 泥浆 液是 通 过砌 体或 混 凝土 中用各种 不 同 的 方法 钻 成的 孔 眼 灌入浆 液灌入 砌 体或 混 凝土 中时 ，可 能通 过大 的 裂缝和 孔 隙 流到 表第 四章 桥梁结构 裂缝修补 技 术是一 种 补 强、 固 结灌浆 材料 ，在处 理由于 各种 原 因 所造 成的这 是由丙酮 、 二 甲 苯 等 非 活 性稀 释 剂和非 活 性稀 释 剂环氧 树 脂 浆 液配 比 参 见 表 。这 里 用活 性稀 释 剂代替非 活 性稀 释 剂配甲 基 丙烯酸 酯 类 灌浆 材料甲 基 丙烯酸 脂 类 灌浆 才 来哦 亦称 甲 凝，是一 种 固 结性表 非 活 性稀 释 剂体系 环氧 树 脂 浆 液配 方表浆 液组成用于 一 氐 温情 况表 甲 基 丙烯酸 脂 类 浆 液的 组成材料 名称第 四章 桥梁结构 裂缝修补 技 术一一一一收尾 处 理及 质 量 检查嘴 子是 化 学 灌浆 材料 的 喷入 口 ，也 是裂缝的 排 气 口 。 嘴 子大 小 要 适 当 ，宽 度 约 上 述 封 闭 工 作完成 后相隔 一 天 ，即 可 进行 压 水 或 压 气 试 验 ，以往 裂缝里 灌注 化 学 浆 液，根 据 裂缝病 态状况 及 施工 条 件的 不 同 ，分 别 采 用手 压 泵 灌对 易 燃 易 爆材料 ，如 丙酮 、 甲 苯 等 ，贮 存处 必 须 远 离 施工 现 场，隔 绝 工 程 实 例第 四章 桥梁结构 裂缝修补 技 术 甀 ， 张如 三 弹性力 学 宇 航 出版社 ： 参 考 文 献攻 读 学 位 期间 取得 的研究 成 果 】第 一作 者 “双 层 塔架 缆 索吊 机 设 计 研究 ”，铁 道建筑 年第 期。 年 日